一種消除纖維原絲捻度的方法及其裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種消除纖維原絲捻度的方法及裝置，其中消除纖維原絲捻度的方法，包括放卷步驟、張拉步驟以及纏繞步驟：放卷步驟，在原絲筒上施加一控制原絲牽引力的重物，該重物質量與纖維原絲的線密度成正比；張拉步驟，從原絲筒引出來的纖維原絲呈S型繞過由靜滑輪和動滑輪上下交替布置組成的張力器；纏繞步驟，張拉后的纖維通過導紗器沿紗筒的軸向均勻的纏繞在紗筒上，通過導紗器防止原絲晃動，使原絲保持原有的扁平型。本發(fā)明在保持原絲強度不變的情況下，能夠提高原絲的張力均勻性和平帶性、全面消除原絲的成捻現(xiàn)象；生產的合股成無捻粗紗，可大大提高無捻粗紗張力均勻性、集束性和成帶性，減少紗線的懸垂性和強度變異系數(shù)。
【專利說明】一種消除纖維原絲捻度的方法及其裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種全面消除纖維原絲捻度的方法及其裝置，屬于新型材料制造【技術領域】。
【背景技術】
[0002]合股無捻粗紗是由多股平行的纖維原絲經絡紗合股而成的，是玄武巖纖維或玻璃纖維的基本品種之一，主要適用于拉擠、纏繞、噴射、短切等纖維增強塑料復合材料(FiberReinforcedPlastics,FRP)0隨著FRP工藝的日漸成熟，F(xiàn)RP市場對無捻粗紗的質量要求不斷提高，張力均勻性和平帶性的控制問題顯得尤為重要。實際生產中合股無捻粗紗存在各股原絲張力不均勻和成捻的問題，導致無捻粗紗懸垂度、成帶性變差，使得無捻粗紗在FRP復合材料中的增強作用不能充分發(fā)揮，降低FRP復合材料的力學性能。另外，由于合股無捻粗紗中的原絲有捻度及張力不均勻，制成的無捻粗紗布面不平整，影響纖維布的質量和強度。
[0003]合股無捻粗紗中的原絲成捻現(xiàn)象及張力不均勻普遍存在。產生原因:一是原絲在高速退解時，產生氣圈，形成一個附加的張力并使原絲產生捻度；二是，原絲餅內外層間張力差，引起原絲張力不勻，產生卷曲?，F(xiàn)有工藝主要是通過張力器來調整原絲張力的均勻性，沒有調整原絲筒上原絲的張力，因此張力調節(jié)效果不佳；其次，現(xiàn)有技術沒有考慮到原絲的成捻問題，合股的原絲存在圈狀和成捻現(xiàn)象；再者，現(xiàn)有工藝在調整纖維張力的過程中，纖維強度有所下降。

【發(fā)明內容】

[0004]技術問題:
[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術難題，提出了一種調整原絲張力均勻性的同時，消除原絲捻度的工藝和裝置，經本發(fā)明方法和裝置生產的纖維原絲在保持強度不變的情況下，張力均勻，無加捻現(xiàn)象、平帶性好；生產的合股無捻粗紗張力更趨均勻、集束性、成帶性更為良好，無捻粗紗強度的變異系數(shù)大大變?。涣硗庥闷淇棾傻臒o捻粗紗織物布面平整，經緯紗的纖維平行排列成扁平狀，極少扭曲，強度利用率高。
[0006]技術方案:為解決以上技術問題，本發(fā)明提供的技術方案是:
[0007]一種消除纖維原絲捻度的方法，其特征在于，包括放卷步驟、張拉步驟以及纏繞步驟:
[0008]所述放卷步驟，在原絲筒上施加一控制原絲牽引力的重物，該重物質量與纖維原絲的線密度成正比，即W = km,其中k=0.002?0.005 ;該重物形成與所述原絲筒放卷方向相反的摩擦力，該摩擦力與原絲的牽引力相等f = F,摩擦力f = Wg ;
[0009]其中:W為重物的質量，k為質量系數(shù)，m為纖維原絲的線密度，f為摩擦力，F(xiàn)為牽引力；
[0010]所述張拉步驟，從原絲筒引出來的纖維原絲呈S型繞過由靜滑輪和動滑輪上下交替布置組成的張力器，所述的動滑輪包括用于對纖維原絲張力進行大致控制的大質量大滑輪和對纖維原絲張力進行進一步微調控制的小質量小滑輪；通過張力器對纖維進行張拉，調節(jié)原絲的張力，原絲在張力器作用下鋪展，逐漸呈扁平型，原絲牽引力與動滑輪的重量和靜、動滑輪的夾角有關系，其平衡關系是:F = PJWlgcos Θ 1+ff2gcos Θ 2+……+Wngcos θη，其中 Wi<W2<……<\，G1 < θ2<……< θη，
[0011]其中:F為牽引力，P1為纏繞機的牽引力，W1為動滑輪I的質量，Θ i為原絲與動滑輪I的夾角，W2為動滑輪2質量，02為原絲與動滑輪2的夾角，胃?為動滑輪η的質量，
為原絲與動滑輪η的夾角；
[0012]所述纏繞步驟，張拉后的纖維通過導紗器沿紗筒的軸向均勻的纏繞在紗筒上，通過導紗器防止原絲晃動，再次調整原絲的扁平型，使原絲保持原有的扁平型。
[0013]一種消除纖維原絲捻度的裝置，包括放卷機構、張拉機構以及纏繞機構，
[0014]所述的放卷機構包括紗架、原絲筒以及重物，所述的原絲筒轉動的設置在所述紗架上，所述重物與一摩擦帶的一端連接，該摩擦帶的另一端繞在所述原絲筒上并固定在紗架上；
[0015]所述張拉機構包括張拉基座以及設置在張拉基座上的張力器，其中張力器由η個靜滑輪和(η-l)個動滑輪組成(其中，η > 3)，靜滑輪和動滑輪呈上下交替呈S型布置，動滑輪質量不等、位置不在同一水平面，質量大的動滑輪靠近靜滑輪的水平線，質量小的動滑輪遠離靜滑輪的水平線；
[0016]所述的纏繞機構包括導紗器以及紗筒，所述的導紗器沿所述紗筒的軸向平移。
[0017]所述重物質量與纖`維原絲的線密度成正比，即W = km (其中k=0.002~0.005)；
[0018]其中:W為重物的質量，k為質量系數(shù)，m為纖維原絲的線密度。
[0019]所述重物摩擦力與重物成正比,摩擦力f = Wg ;摩擦力與牽引力相等f = F。其中:f為摩擦力、F為牽引力，W為重物的質量
[0020]所述的原絲牽引力與動滑輪的重量和靜、動滑輪的夾角有關系，其平衡關系是F
=Pi+ffigcos Θ ^ff2gCOS Θ 2+......+ffngcos θ η?其中:F為牽引力,P1為纏繞機的牽引力,W1為
動滑輪I的質量，Θ ,為原絲與動滑輪I的夾角，W2為重物的質量，Θ 2為原絲與動滑輪2的夾角，Wn為動滑輪η的質量，θ η為原絲與動滑輪η的夾角。
[0021]在所述的紗架上放置多個原絲筒，所述的纏繞機構還包括一集束輪，所述多個原絲筒的紗線匯集到所述集束輪，對纖維原絲進行合股，制得合股無捻粗紗。
[0022]本發(fā)明通過控制原絲牽引力(張力)和張力器調整原絲張力，提高原絲張力均勻性；通過原絲張力器控制原絲的扁平形狀及導紗器再次調整原絲的形狀，全面消除纖維原絲的成捻現(xiàn)象。同時，本發(fā)明提供了提高纖維原絲張力均勻性和全面消除成捻現(xiàn)象的裝置，該裝置簡單，工藝簡便易行，便于產業(yè)化生產。
[0023]有益效果
[0024]有益效果:與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的技術方案具有以下有益效果:
[0025](I)本發(fā)明的技術方案解決了纖維原絲在退繞時的產生的“氣圈”問題和原絲合股時無成捻現(xiàn)象，使得原絲張力均勻，提高了原絲的平帶性，同時原絲強度沒有降低。
[0026](2)利用本發(fā)明生產合股無捻粗紗，提高了合股無捻粗紗的張力均勻性，集束性和平帶性；減少了紗線的懸垂度；大大減少了合股無捻粗紗強度的變異系數(shù)。[0027](3)利用本發(fā)明生產的合股無捻粗紗，織成的織物纖維呈偏平狀平行排列，表面平整；強度利用率高。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0028]圖1是本發(fā)明中全面消除原絲捻度的裝置示意圖；
[0029]圖2是本發(fā)明中的紗架的結構示意圖；
[0030]圖3是圖2的側視圖；
[0031]圖4是本發(fā)明中的重物張力控制圖；
[0032]圖5是本發(fā)明中的張拉機構的張力控制示意圖；
[0033]其中:1、紗架，2、原絲筒，3、重物，4、原絲，5、張力器，6、靜滑輪，7、動滑輪，8、集束輪,9、導紗器，10、紗筒。
【具體實施方式】:
[0034]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0035]實施例:取線密度為280tex的纖維原絲及原絲筒，為了防止原絲筒變形，采用塑料原絲筒2 ;把原絲筒固定在木質紗架I上，采用1.0kg的重物3控制纖維原絲的牽引力，其中重物為砝碼；從原絲筒2引出纖維原絲，呈S型繞過靜滑輪6和動滑輪7，通過導紗器9，纏繞到紗筒10上，制得張`力均勻，無捻度的纖維原絲。在本實施例中，靜滑輪6為三個，且布置在同一高度，動滑輪7為兩個，間隔布置在靜滑輪6之間，動滑輪分為質量不同的大滑輪和小滑輪，其中大滑輪的質量W2大于小滑輪的質量W1，大滑輪與纖維原絲的夾角Θ 2大于小滑輪與纖維原絲的夾角θ1()
[0036]本發(fā)明消除纖維原絲捻度的方法，包括放卷步驟、張拉步驟以及纏繞步驟:
[0037]放卷步驟，在原絲筒上施加一控制原絲牽引力的重物，該重物質量與纖維原絲的線密度成正比，即W = km,其中k=0.002~0.005 ;該重物形成與所述原絲筒放卷方向相反的摩擦力，該摩擦力與原絲的牽引力相等f = F，摩擦力f = Wg ;
[0038]其中:W為重物的質量，k為質量系數(shù)，m為纖維原絲的線密度，f為摩擦力，F(xiàn)為牽引力；
[0039]張拉步驟，從原絲筒引出來的纖維原絲呈S型繞過由靜滑輪和動滑輪上下交替布置組成的張力器，所述的動滑輪包括用于對纖維原絲張力進行大致控制的大質量大滑輪和對纖維原絲張力進行進一步微調控制的小質量小滑輪；通過張力器對纖維進行張拉，調節(jié)原絲的張力，原絲在張力器作用下鋪展，逐漸呈扁平型，原絲牽引力與動滑輪的重量和靜、動滑輪的夾角有關系，其平衡關系是:F = PJWlgcos Θ ^ff2gCos Θ 2+……+Wngcos θ n，其中W1<W2<……<\’ G1 < θ2<……< θη,
[0040]其中:F為牽引力，P1為纏繞機的牽引力，W1為動滑輪I的質量，Θ I為原絲與動滑輪I的夾角，W2為動滑輪2的質量，Θ 2為原絲與動滑輪2的夾角，Wn為動滑輪η的質量，θ η為原絲與動滑輪η的夾角。
[0041]纏繞步驟，張拉后的纖維通過導紗器沿紗筒的軸向均勻的纏繞在紗筒上，通過導紗器防止原絲晃動，再次調整原絲的扁平型，使原絲保持原有的扁平型。
[0042]纏繞步驟，張拉后的纖維通過導紗器沿紗筒的軸向均勻的纏繞在紗筒上；導紗器能夠防止原絲晃動，再次調整原絲的扁平型，使其保持原有的扁平型，不產生加捻現(xiàn)象。
【權利要求】
1.一種消除纖維原絲捻度的方法，其特征在于，包括放卷步驟、張拉步驟以及纏繞步驟: 所述放卷步驟，在原絲筒上施加一控制原絲牽引力的重物，該重物質量與纖維原絲的線密度成正比，即W = km,其中k=0.002~0.005 ;該重物形成與所述原絲筒放卷方向相反的摩擦力，該摩擦力與原絲的牽引力相等f = F，摩擦力f = Wg ; 其中:W為重物的質量，k為質量系數(shù)，m為纖維原絲的線密度，f為摩擦力，F(xiàn)為牽引力；所述張拉步驟，從原絲筒引出來的纖維原絲呈S型繞過由靜滑輪和動滑輪上下交替布置組成的張力器，所述的動滑輪包括用于對纖維原絲張力進行大致控制的大質量大滑輪和對纖維原絲張力進行進一步微調控制的小質量小滑輪；通過張力器對纖維進行張拉，調節(jié)原絲的張力，原絲在張力器作用下鋪展，逐漸呈扁平型，原絲牽引力與動滑輪的重量和靜、動滑輪的夾角有關系，其平衡關系是:F = PJWlgcos Θ ^ff2gCos Θ 2+……+Wngcos θ n，其中W1<W2<……<\，G1 < θ2<……< θη, 其中:F為牽引力，P1為纏繞機的牽引力，W1為動滑輪I的質量，Θ i為原絲與動滑輪I的夾角，W2為動滑輪2的質量，Θ 2為原絲與動滑輪2的夾角，Wn為動滑輪η的質量，θ η為原絲與動滑輪η的夾角； 所述纏繞步驟，張拉后的纖維通過導紗器沿紗筒的軸向均勻的纏繞在紗筒上，通過導紗器防止原絲晃動，再次調整原絲的扁平型，使原絲保持原有的扁平型。
2.根據(jù)權利要求2所述的消除纖維原絲捻度的方法，其特征在于，所述的大滑輪在垂直位置上高于小滑輪的位置。
3.一種用于權利要求1所述消除纖維原絲捻度方法的裝置，其特征在于，包括放卷機構、張拉機構以及纏 繞機構， 所述的放卷機構包括紗架(1)、原絲筒(2)以及重物(3)，所述的原絲筒(2)轉動的設置在所述紗架(1)上，所述重物(3)與一摩擦帶的一端連接，該摩擦帶的另一端繞在所述原絲筒(2)上并固定在紗架(1)上； 所述張拉機構包括張拉基座以及設置在張拉基座上的靜滑輪(6)和動滑輪(7)，其中包含η個靜滑輪和(η-l)個動滑輪組成，其中，η > 3，靜滑輪和動滑輪呈上下交替呈S型布置，動滑輪質量不等，質量大的動滑輪靠近靜滑輪的水平線，質量小的動滑輪遠離靜滑輪的水平線； 所述的纏繞機構包括導紗器(9)以及紗筒(10)，所述的導紗器沿所述紗筒的軸向平移。
4.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于，在所述的紗架(1)上放置多個原絲筒(2)，所述的纏繞機構還包括一集束輪(8)，所述多個原絲筒(2)的纖維原絲匯集到所述集束輪(8)。
【文檔編號】D02G3/22GK103820908SQ201410089711
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權日:2014年3月12日
【發(fā)明者】吳智深, 陳興芬, 稻垣廣人, 吳智仁 申請人:江蘇綠材谷新材料科技發(fā)展有限公司, 江蘇杰成凱新材料科技有限公司